[实用新型]一种采掘支架共用的销楔式金属铰接顶梁

说明书

所属技术领域

本实用新型涉及煤矿采煤工作面支护技术领域，尤其是既不用悬臂楔，而又可悬臂工作的金属铰接顶梁，具体地说，是一种采掘支架共用的销楔式金属铰接顶梁。 

目前，公知的单体支架支护的采煤工作面用金属铰接顶梁由焊接于梁身两端的有孔单接头及带铰接销的有孔叉接头的梁体和悬臂楔组成。顶梁悬臂工作时，在铰接头下缘楔口处用悬臂楔作支点定位，使之产生单向(下弯)的工作力矩，顶梁支柱后卸下悬臂楔，悬臂楔有易于丢失的缺点；现有的采煤工作面用金属单体支架的金属顶梁与支柱间均为刚性接触，当工作面向前推进，顶板下沉，且离煤壁越远，下沉越大，使垂直于采煤工作面安设的金属顶梁呈倾斜状，但支柱不能转动，从而使支柱偏心受压，工作面支架稳定性变差；该种金属铰接顶梁由于不能铰接成抗上下弯矩的整体梁，所以不能用作工作面运输机头的抬棚梁(长梁)：现在采区掘进巷道支架构件(梁和柱)长度大，抗弯能力差，急需一种搬运和安装方便的，能与采煤工作面支架共用的掘进巷道支架构件。 

已获专利受理的201020259108.X实用新型，提供了金属铰接顶梁在直线连接的抗双向弯矩和减小支柱偏心受压的技术方案，但未能解决金属铰接顶梁在一般状态时的呈整体梁状工作的问题，使该金属铰接顶梁使用范围受到限制。 

发明内容

为了克服单体支架采煤工作面现用金属铰接顶梁功能单一，采煤工作面与掘进巷道支架构件不能共用的缺点和悬臂楔易于丢失的问题，本实用新型提供了一种采掘支架共用的销楔式金属铰接顶梁。该顶梁不仅不需要专用悬臂楔，而且既可用作采煤工作面支架顶梁(一般梁和抬棚梁)，又可作掘进巷道支架构件(梁和柱)，并能适应顶板位移变化，减小支柱偏心受压。 

本实用新型解决其工程问题所用的技术方案是：梁身两端分别焊接铰接头，即有孔单接头和带铰接销楔的有孔叉接头。有孔单接头和有孔叉接头的孔的外形均为两端为半径不相同的圆弧面的柱状孔，其两弧面的中心线共面且平行于顶梁水平中心平面；单接头孔梁端侧圆弧面半径大于梁身侧圆弧面半径，两圆弧面中心线间有一定距离，且梁端圆弧面有向两柱端面倾斜的斜度和两柱端面中心线端各有一缺口；叉接头孔梁端侧圆弧面半径与单接头孔梁身侧圆弧面半径等长，而梁身侧圆弧面半径大于梁端侧圆弧面半径，且大于单接头孔梁端侧圆弧 面半径，两端弧面中心线有一定距离，叉接头孔的进销边梁身侧圆弧面的中部和两边缘各有一缺口；有孔单接头和有孔叉接头端部均为凸圆弧面，有孔单接头两侧根端和有孔叉接头叉间根端均为凹圆弧面，有孔单接头和有孔叉接头各圆弧面有同一转动轴心线，且相对应凸，凹弧面有相同半径；销楔的外形为圆柱状，其半径与叉接头孔梁端侧弧面半径相适应，在圆柱销后段过销轴向一侧方向凸出销楔的楔紧段，楔紧弧面半径与单接头孔梁端侧圆弧面半径相同，但楔紧弧面宽度小于圆柱销直径，且弧面沿销轴线有一定钭度，楔紧弧面后段呈凸起；有孔叉接头出销边孔仅能销楔的圆销部通过，而进销边焊有对销楔导向和防止销楔掉落的导铁。 

顶梁加挂时，销楔仅圆柱段工作，单接头和叉接头的孔的梁端侧圆弧面与销楔的销部铰接接触。当加挂梁要悬臂工作或呈整体梁状工作时，应举起加挂梁，两梁推近，调好位，紧销楔，此时，销楔的销柱面与叉接头孔梁端侧弧面接触，而楔紧面与单接头孔梁端侧弧面接触。叉接头，铰接销楔和单接头的各圆弧面均有同一转动轴心线(或极相近，即叉接头孔梁身侧圆弧面中心线)，且单接头和叉接头端凸圆弧面与相应的凹圆弧接触顶紧。当两梁需直线整体梁状工作时，将销楔定位在叉接头孔梁身侧圆弧面中间缺口位置，打入销楔，使销楔楔紧单接头孔梁端侧弧面，并使后段凸起插入到单接头缺口；需作俯角悬臂时，将悬臂梁定好位(俯角状)，并将销楔定位于中间缺口处打紧；需作仰角时，将悬臂梁定好位(仰角状)，并将销楔定位于弧面下缺口打紧(另一边缺口用于顶梁反面使用时)。紧楔后梁端凸弧面与铰接头根端凹弧面相摩擦结合而能承受弯矩，同时销楔与叉接头为一体(销楔楔紧面后段凸起的键作用)，又因单接头孔的梁端侧圆弧面半径小于该圆弧面的转动半径，悬臂梁受力使单接头转动时有弧面楔紧作用而紧固定位。悬臂梁下支柱时，应及时松销楔，将销楔的楔紧弧面退离单接头孔的梁端侧弧面，顶板位移时，加接顶梁可随顶板位移而移动销楔楔紧面凸出的距离，从而使支柱产生一定偏转，支柱偏心受压减小，有利支架稳定。 

由于该金属铰接顶梁能形成整体梁，所以可将顶梁加接成巷道支架的折线状梁或柱，在大地压巷道装设封闭型支架更为有利。